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하드웨어 및 소프트웨어
Synthesites 공정 모니터링 시스템 소개
Synthesites는 고성능 복합재 제조 공정을 위한 지능형 공정 모니터링 및 제어 시스템 분야의 글로벌 선도 기업입니다. 2008년 설립 이후 항공우주, 자동차, 풍력 등 다양한 산업에서 복합재 생산 공정의 실시간 데이터 기반 품질 관리 및 자동화 솔루션을 제공하고 있습니다.
특히 수지의 전기적 특성과 온도를 동시에 측정하는 독자적인 기술을 기반으로, 제조 공정 중 발생하는 수지 유동, 점도 변화, 겔화, 경화도(Degree of Cure), 유리전이온도(Tg) 등을 실시간으로 분석할 수 있는 시스템을 개발·상용화하였습니다.
▍공정 모니터링 장비 및 기술 개요
Synthesites의 핵심 시스템은 다음과 같이 구성됩니다.
① Optimold (경화 모니터링 시스템)
● 수지의 전기저항(DC 기반) + 온도를 동시에 측정
● 점도, 경화도, Tg, 혼합비 등 공정 상태를 실시간 분석
● 금형 내부 센서를 통해 실제 공정 상태를 정량적으로 파악
② Optiflow (수지 유동 모니터링)
● 수지 도달 시간(Resin Arrival) 및 온도 측정
● RTM, VARTM 등 공정에서 충진 균일성 및 유동 패턴 검증
③ ORS (Online Resin State Software)
● 실시간 데이터 기반으로
→ 점도, Tg, 경화도 등을 온라인으로 예측 및 시각화
●공정 자동화 및 디지털 트윈 구현에 핵심 역할
④ Cure Simulator
● 소량의 수지를 이용하여 경화 거동을 사전 분석
● 다양한 온도 조건에서 실험하여 최적 경화 사이클 도출
● 실제 금형 적용 전 공정 조건을 검증 가능
▍공정 적용 및 기능
해당 시스템은 복합재 제조 전 과정에서 활용됩니다.
● 개발 단계
- 수지 유동 분석 및 충진 최적화- 공정 변수(온도, 점도 등) 데이터 확보
● 인증 단계
- 공정 반복성 및 품질 검증- 데이터 기반 품질 인증
●양산 단계
- 실시간 공정 제어 및 자동화- 경화 사이클 최적화- 불량 감소 및 생산성 향상
▍Synthesites 기술의 핵심 강점
① DC 기반 유전 모니터링 기술
● 기존 AC 방식 대비
- 별도의 복잡한 데이터 처리 없이 즉시 결과 도출- 높은 정확도와 빠른 응답 속도 확보
● 산업 환경에서도 안정적으로 적용 가능
② 실시간 Tg 및 경화도 측정
● 기존 기술은 간접 추정 수준에 그치지만
● Synthesites는 실시간 정량적 Tg 및 Degree of Cure 제공
→ 공정 종료 시점 자동 판단 가능
③ 센서 및 시스템의 완전 통합 설계
● 센서, 하드웨어, 소프트웨어를 자체 개발(In-house)
● 다양한 공정(RTM, Autoclave, SMC 등)에 최적화된 센서 제공
④ 산업 적용 검증된 기술
● 풍력 블레이드, 항공 구조물 등 실제 양산 공정에서 적용
● 공정 시간 단축 및 품질 향상 효과 입증
(예: 경화 시간 약 30% 단축 사례)
▍기대 효과
● 공정 가시성 확보 (Black-box → Data-driven)
● 경화 사이클 최적화 및 에너지 절감
● 불량률 및 재작업 비용 감소
● 공정 자동화 및 스마트 제조(Industry 4.0) 구현
▍장비 상세 소개
● Optimold(실시간 측정 기기)
• 수지의 전기 저항(100K ohm에서 100T ohm까지) 가능
• 온도(0.1°C 정확도)
•비침입형
•다양한 공정 모니터링 센서 적용 가능
•운영 표기기 포함
•빠른 데이터 수집
•컴팩트한 디자인
•무선
•품질 및 프로세스 제어
● Optimold 센서
• 수지 도착 센서 및 밸브용 4개 채널
• 온도용 4개 채널
• 전기 저항 기반 측정 및 RTD 온도 감지
• 센서와 Optiflow 간 연속 연결 확인
• 공정 자동화용 1-4 릴레이 출력
● Optiflow 센서
● Optiflow CFRP 공정 전용 수지 도착 센서(Carbon Fiber Resion Arrival Sensor)
- • 보호 소재 없이 CFRP 응용 분야에서 측정할 수 있는 내구성 있는 CF 경화 센서
• HP-RTM 프레스 시험에서 프로토타입 센서로 우수한 결과 확보 → CFRP 생산에서 해당 센서 사용 가능성 확인
• 프랑스의 IRT M2P 및 영국의 NCC에서 산업용 RTM 프레스에서 최대 220 bar의 압력을 사용한 광범위한 시험을 통해 CF 경화 센서의 우수한 견고성 및 성능 확인
• Optimold와 Optiflow로 측정된 데이터를 효율적으로 평가, 모니터링, 저장 및 검색할 수 있는 다목적이고 강력한 그래픽 사용자 인터페이스가 적용된 소프트웨어
• 데이터 후처리, 저장된 다양한 곡선 불러오기, 그래프 출력 가능
• Labview™ 등 다른 소프트웨어에 실시간 피드백 제공하여 실시간 프로세스 제어 실현 가능
• 산업 고객과의 장기적인 연구, 개발 및 확장된 검증을 거쳐, 측정된 전기 저항 및 온도를 기반으로 많은 에폭시 및 기타 수지의 유리 전이 온도(Tg), 경화도, 점도 및 화학적 에이징 및 혼합 비율 편차와 같은 수지 특성을 실시간으로 예측 가능한 소프트웨어
• 실시간 계산된 Tg(Optimold+Calibration), DSC 계산된 Tg 및 크고 두꺼운 수지 주입 라미네이트의 6개 다른 위치를 기반으로 하는 동역학 모델을 비교하면 혹독한 조건에서도 매우 정확한 상관 관계를 확보함
▍Cure Simulator
• 센서 삽입을 위해 금형 가공 없이 단순한 구성인 CS로 실시간 Tg 및 점도 예측 가능
• 실제 성형에 사용되는 동일한 수지의 샘플을 Cure Simulator의 수지 셀 투입
• 프리폼에 부착된 열전대(TC)의 온도 데이터는 CS의 수지 셀에 실시간으로 반영됨
• CS에서 금형에서 이루어지는 경화 거동과 동일한 샘플의 경화 모니터링 가능함(실시간 Tg 및 점도 예측 가능)
• Cure Simulator가 포함된 세부 장비 구성
▍공정 모니터링 및 제어 시스템 vs 소재 분석 장비 정확도 분석
[제품 문의 및 상담]
본 장비는 사용자 요구 사양에 맞춘 커스터마이징이 가능합니다. 상세한 기술 상담이나 견적 문의는 아래 담당자를 통해 문의 주시기 바랍니다.
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2025년 04월 KCompositeLab은 Synthesites(그리스)사와 파트너쉽 계약 체결을 통해 복합재 제조용 지능형 프로세스 모니터링 및 제어 시스템을 국내에 공급 하고 있습니다.